MF002010天线知识介绍ISSUE50

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedInternal移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅速的领域之一，天线是用户终端与基站控制设备间通信的桥梁，广泛应用于移动通信和无线接入通信系统中,它的迅猛发展产生了巨大的推动力，推动了天线概念的变革和技术的创新。能否对移动通信中天线方面的知识有深入的了解、全面掌握天线相关的知识，无论是对产品的安装和维护、网络规划工作的顺利开展，都有着十分重要的意义。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3学习完此课程，您将会：1、无线电波和超短波的基本知识2、天线辐射电磁波的基本原理介绍3、基站天馈系统4、掌握基站天线的选型原则HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4第一章无线电波和超短波的基本知识第二章天线辐射电磁波的基本原理第三章基站天馈系统第四章基站天线的选型HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5第一章无线电波和超短波的基本知识1.1第一节无线电波的基本知识1.2第二节超短波的基本知识HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6第一章无线电波和超短波的基本知识1、无线电波的基本知识1、1无线电波的概念:无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7第一章无线电波和超短波的基本知识无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。无线电波类似一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8第一章无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9第一章无线电波和超短波的基本知识无线电波的波长、频率和传播速度的关系：可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ为频率，单位为赫芝；λ为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。波长HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10第一章无线电波和超短波的基本知识１.２无线电波的极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11第一章无线电波和超短波的基本知识什么是天线？把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号BlahblahblahblahHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12第一章无线电波和超短波的基本知识1.3天线的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向垂直极化水平极化+45度倾斜的极化-45度倾斜的极化HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13第一章无线电波和超短波的基本知识双极化天线两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14第一章无线电波和超短波的基本知识1.4圆极化波如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作椭圆极化波。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫它为圆极化波。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波，反时针方向旋转的叫做左旋圆极化波。垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收；而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15第一章无线电波和超短波的基本知识1.5(极化)隔离隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例1000mW(即1W)1mW在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW)=30dBHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16第一章无线电波和超短波的基本知识1.1第一节无线电波的基本知识1.2第二节超短波的基本知识HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17第一章无线电波和超短波的基本知识2超短波的传播无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信使用的频段都属于UHF（特高频）超短波段，其高端属于微波。2.1超短波和微波的视距传播超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播的。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18第一章无线电波和超短波的基本知识直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知AB＝3.57(HT1/2+HR1/2)(公里)BARTRRO'接收天线高HR发射天线高HTHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19第一章无线电波和超短波的基本知识2.2电波的多径传播电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径传输。由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20第一章无线电波和超短波的基本知识多径传播与反射HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21第一章无线电波和超短波的基本知识用分集接收改善信号电平HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22第一章无线电波和超短波的基本知识2.３电波的绕射传播电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和频率有关。也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23问题无线电波的概念是什么？无线电波的波长、频率和传播速度的关系？解释无线电波的绕射现象？水平极化波和垂直极化波的区别是什么？（请图示）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24解答无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。在公式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ为频率，单位为赫芝；λ为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25解答无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26小结本章介绍了无线电波和超短波的基本知识，其中主要包括的内容有：无线电波的概念、无线电波的极化、天线的概念、天线的极化、圆极化波、极化损失、极化隔离、超短波和微波的视距传播、电波的多径传播、电波的绕射传播等方面的内容。通过对本章的学习，应该对无线电波和超短波的特性有一定的了解，掌握这部分和天线相关的知识。同时，通过课后习题的学习，可以对这部分的知识加以巩固。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27第一章无线电波和超短波的基本知识第二章天线辐射电磁波的基本原理第三章基站天馈系统第四章基站天线的选型HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28第二章天线辐射电磁波的基本原理导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29第二章天线辐射电磁波的基本原理天线可视为一个四端网络HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage30第二章天线辐射电磁波的基本原理同轴线变化为天线HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage31第二章天线辐射电磁波的基本原理2.1对称振子（半波振子）两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。振子1/2波长1/4波长1/4波长1/2波长波长一个1/2波长的对称振子在800MHz约200mm长400MHz约400mm长HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage32第二章天线辐射电磁波的基本原理2.2天线的输入阻抗天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.1＋ｊ42.5）欧姆。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage33第二章天线辐射电磁波的基本原理2.3天线的方向性天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收